B GIO DC V O TO TRNG I HC DN LP HI PHềNG ISO 9001:2008 NGHIấN CU THIT K H THNG IU CHNH CễNG SUT CC MY PHT LM VIC SONG SONG N TT NGHIP I HC H CHNH QUY NGNH IN CễNG NGHIP HI PHềNG - 2016 B GIO DC V O TO TRNG I HC DN LP HI PHềNG ISO 9001:2008 NGHIấN CU THIT K H THNG IU CHNH CễNG SUT CC MY PHT LM VIC SONG SONG N TT NGHIP I HC H CHNH QUY NGNH IN CễNG NGHIP Sinh viờn: Nguyn Thanh Bỡnh Ngi hng dn: T.S Nguyn Trng Thng HI PHềNG - 2016 Cng ho xó hi ch ngha Vit Nam c lp T Do Hnh Phỳc o0o B GIO DC V O TO TRNG I HC DN LP HI PHềNG NHIM V TI TT NGHIP Sinh viờn: Nguyn Thanh Bỡnh Mó sv: 1513102012 Lp: CL901 Ngnh in T ng cụng nghip Tờn ti: Nghiờn cu thit k h thng iu chnh cụng sut cỏc mỏy phỏt lm vic song song NHIM V TI Ni dung v cỏc yờu cu cn gii quyt nhim v ti tt nghip ( v lý lun, thc tin, cỏc s liu cn tớnh toỏn v cỏc bn v) Cỏc s liu cn thit thit k, tớnh toỏn a im thc tt nghip: CC CN B HNG DN TI TT NGHIP Ngi hng dn th nht: H v tờn : Nguyn Trng Thng Hc hm, hc v : Tin s C quan cụng tỏc : Trng i hc dõn lp Hi Phũng Ni dung hng dn : Ton b ỏn Ngi hng dn th nht: H v tờn : Hc hm, hc v : C quan cụng tỏc : Ni dung hng dn : ti tt nghip c giao ngy thỏng nm 2016 Yờu cu phi hon thnh xong trc ngy thỏng nm 2016 ó nhn nhim v .T.T.N ó giao nhim v .T.T.N Sinh viờn Cỏn b hng dn .T.T.N Nguyn Thanh Bỡnh T.S Nguyn Trng Thng Hi Phũng, ngy thỏng nm 2016 HIU TRNG GS.TS.NGT TRN HU NGH PHN NHN XẫT TểM TT CA CN B HNG DN 1.Tinh thn thỏi ca sinh viờn quỏ trỡnh lm ti tt nghip ỏnh giỏ cht lng ca .T.T.N ( so vi ni dung yờu cu ó nhim v .T.T.N, trờn cỏc mt lý lun thc tin, tớnh toỏn giỏ tr s dng, cht lng cỏc bn v ) Cho im ca cỏn b hng dn ( im ghi bng s v ch) Ngy thỏngnm 2016 Cỏn b hng dn chớnh (Ký v ghi rừ h tờn) NHN XẫT NH GI CA NGI CHM PHN BIN TI TT NGHIP ỏnh giỏ cht lng ti tt nghip v cỏc mt thu thp v phõn tớch s liu ban u, c s lý lun chn phng ỏn ti u, cỏch tớnh toỏn cht lng thuyt minh v bn v, giỏ tr lý lun v thc tin ti Cho im ca cỏn b chm phn bin ( im ghi bng s v ch) Ngy thỏngnm 2016 Ngi chm phn bin (Ký v ghi rừ h tờn) MC LC LI M U Chng 1: Lm vic song song v phõn phi cụng sut trm phỏt in nh mỏy 1.1 Lm vic song song ca cỏc mỏy phỏt 1.2 Vn phõn phi cho cỏc mỏy lm vic song song 1.3 Cỏc phng phỏp phõn chia cụng sut tỏc dng kinh in 18 Chng 2: Vi iu khin PIC 2.1 Khỏi quỏt chung v vi iu khin PIC 21 2.2 Gii thiu v PIC 16F87XA 27 Chng 3: Nghiờn cu thit k b t ng phõn chia cụng sut tỏc dng 3.1 t 46 3.2 Thit k phn cng 48 3.3 Xõy dng thut toỏn 51 KT LUN 55 TI LIU THAM KHO 56 LI M U in nng l dng nng lng c s dng rng rói nht, tt c cỏc lnh vc hot ng kinh t v i sng ngi Theo thng kờ thỡ cú khong 70% in nng sn xut c dựng cỏc xớ nghip v nh mỏy cụng nghip H thng cp in n nh rt quan trng cụng nghip, nu mt dõy chuyn sn xut ang hot ng, in li b s c t ngt mt in m khụng khc phc kp thi thỡ s gõy thit hi rt ln v kinh t Do ú cn phi trang b mỏy phỏt in phũng in li mt Thc t dõy chuyn sn xut ca nh mỏy hot ng vi cụng sut tiờu th rt ln, nu ch s dng mt mỏy phỏt in thỡ rt khú ỏp ng c nhu cu sn xut t nờn cn phi hũa hai hay nhiu mỏy phỏt lm vic song song Em c giao ti Nghiờn cu, thit k h thng iu chnh cụng sut cỏc mỏy phỏt lm vic song song thy giỏo T.S Nguyn Trng Thng hng dn Ni dung thit k ỏn: Chng 1: Lm vic song song v phõn phi cụng sut trm phỏt in nh mỏy Chng 2: Vi iu khin PIC Chng 3: Thit k,ch to b t ng phõn chia cụng sut tỏc dng Chng 1: LM VIC SONG SONG V VN PHN PHI CễNG SUT TRONG TRM PHT IN NH MY 1.1 LM VIC SONG SONG CA CC MY PHT 1.1.1 Khỏi nim chung Lm vic song song cú cỏc u im ni bt l cú th thờm vo hoc ct bt cỏc mỏy phỏt li nhng trng hp cn thit Hon ton ch ng vic ng (m mỏy) nhng ng c cú cụng sut ln thm cụng sut ng c cú th xp x cụng sut ca mt mỏy phỏt Khi lm vic song song, in ỏp trờn li cú thi gian hi phc nhanh (tq nh) gi cho li cú cht lng cung cp in tt ng thi, kh nng cung cp ngun cho cỏc ph ti quỏ trỡnh lm vic c liờn tc, khụng b giỏn on cn thay i mỏy v mt u im na l gim c trng lng, kớch thc ca cỏc phn t, thit b phõn phi, cung cp Tt c nhng u im trờn u to iu kin s dng mt cỏch rng rói kh nng cụng tỏc song song cỏc ngun in xớ nghip v nh mỏy Tuy nhiờn, cỏc mỏy cụng tỏc song song tn ti cỏc nhc im khụng th trỏnh c sau: - Phi trang b cỏc thit b hnh song song, cỏc thit b a mỏy vo v ct mỏy cng nh cỏc thit b iu khin, iu chnh quỏ trỡnh hot ng - ũi hi ngi s dng phi cú trỡnh cao v chuyờn mụn thit k ca trm in phỏt song song cú cu trỳc phc hn, hnh khai thỏc khú khn hn Tớnh nng ca mch ngt khụng khp ny vi phn mm to lờn s tng chõn ny cho phộp d dng ng truyn n mt phớm s v lm cho nú cú th hi phc li hot ng ca cng Hỡnh 2.5: S cỏc chõn RB0 RB3 v RB4 RB7 2.2.5.3 PortC v ghi TRISC Port C l mt di bit, cng chiu Thanh ghi cha d liu trc tip tng ng l TRISC Set bit TRISC =1 s to trờn chõn ca portC mt u vo (t u mt ch in tr cao) Xoỏ bit TRISC = s to cho chõn tng ng ca portC mt u (t ni dung ca u v cht cc ó la chn) PortC l mt a hp vi mt vi chc nng ca thit b ngoi vi Nhng chõn ca portC cú mt b m u vo Schmit Trigger Khi I2C c cho phộp portC cú th c to lờn vi mc I 2C bỡnh thng hoc vi mc SMBus bng vic dựng bớt CKE Khi m chc nng ca thit b ngoi vi cho phộp, nờn quan tõm vic nh ngha bit TRISC cho mi u ca portC Mt s thit b ngoi vi ghi ố lờn bit TRIS to mt u mt ngoi vi khỏc ghi ố lờn bit TRISC to u vo Khi m bit TRIS ghi ố lờn b nh hng nhng ngoi vi c cho phộp, cõu lnh c, sa, ghi (BSF BCF,XORWF) vi TRISC nh l ớch nờn c 42 trỏnh Ngi dựng nờn cp n ngoi vi thớch hp cho bit TRISC c set ỳng Chỳ ý: PortC c s dng trong ỏn lm nhim v l iu ch rng xung, v kt ni vi mch ng lc ca Robot Hỡnh 2.6: S PortC 2.2.5.4 PortD v ghi TRISD Port D v TRISD khụng cú trờn PIC 28 chõn ca thit b PortD l port bớt vi b m vo Schmitt trigger Mi u l cu hỡnh riờng bit nh mt u vo hoc PortD cú th nh cu hỡnh nh mt port vi x lý bớt (port song song) bng set bit iu khin, PSPMODE ch ny b m u vo l mt TTL 43 Hỡnh 2.7: S PortD 2.2.5.5 PortE v ghi TRISE Port E cú chõn (RE0/RD/AN5, RE1/WRAN6 v RE2/CS/AN7) l u vo hoc u Nhng cỏi u ny cú b m u vo Schmitt Trigger.Nhng chõn ca portE chuyn thnh vo/ra iu khin bit TSTMODE c thit lp Trong ch ny ngi dựng phi hiu mt vic l bit TRISE c thit lp v c nh dng nh mt u vo s Nh vy ghi ADCON1 c nh dng l u vo/ra s Trong ch ny b u vo m l TTL 44 Hỡnh 2.8: S PortE Thanh ghi TRISE ny cng iu khin hot ng ca port song song Chõn ca portE l a hp vi u vo tng t Khi chn mt u vo tng t, nhng u ny s c c l TRISE iu khin trc tip u RE, thm chỳng c s dng nh mt u vo tng t Ngi dựng cn thao tỏc vi cỏc chõn tng t cn phi xỏc nh rừ a ch Cỏc chõn ca portE cú th l u vo tng t hoc s c tớnh ú ngi lp trỡnh quy nh vy nờn lp trỡnh, ngi lp trỡnh phi khai bỏo a ch tớnh, tớnh nng ca chỳng trờn cỏc ghi Chỳ ý: Reset cú ngun, cỏc chõn c nh dng u tng t v c l 45 Chng 3: NGHIấN CU THIT K B T NG PHN CHIA CễNG SUT TC DNG 3.1 T VN Khi núi n cụng sut ca li in xoay chiu phi núi n hai loi cụng sut: cụng sut tỏc dng P v cụng sut khỏng Q Cụng sut P l cụng sut sinh cụng, cụng sut khỏng Q l cụng sut c trng cho kh nng tớch phúng nng lng in, t trng Phõn phi cụng sut cho cỏc mỏy chỳng lm vic song song vi l mt vic khụng th thiu c sau cụng tỏc hũa ng b kt thỳc Ti thi im tip im ng ca cu dao chớnh ACB c tip xỳc hon ton vi tip im tnh mt cỏch n nh (khụng gõy dao ng hoc s c no cho li in dn n cỏc thit b t ng bo v hot ng sa thi mỏy mi c hũa li hoc gõy sa thi bt c mt cỏc mỏy phỏt ang cp in cho li) thỡ quỏ trỡnh hũa coi nh kt thỳc thnh cụng Lỳc ny, mỏy mi c hũa vo chy khụng cụng sut hoc ch nhn mt cụng sut tỏc dng rt nh cũn cụng sut khỏng thỡ ph thuc vo in ỏp thc mỏy phỏt so vi li ti thi im ú cho h thng lm vic n nh cú cỏc mỏy lm vic song song thỡ vic phõn chia cụng sut cho cỏc mỏy phi m bo t l vi cụng sut ca mi mỏy Vic phõn phi cụng sut tỏc dng phi thụng qua vic thay i lng nhiờn liu a vo ng c s cp, thng tỏc ng qua servomotor tỏc ng vo iu tc, cũn phõn phi cụng sut khỏng phi tỏc ng vo dũng kớch t mỏy phỏt ng c Diesel l i tng rt nhy cm vi cỏc ch tc Nu vũng quay khai thỏc vt quỏ vũng quay cho phộp, cht lng cụng tỏc ca chu trỡnh xu i, gim tớnh tin cy, tng tiờu hao nhiờn liu, gim tui th ng c, vỡ th cn phi m bo cho ng c lm vic khong vũng 46 quay cho phộp v vỡ vy Diesel dựng cho mỏy phỏt ng b luụn phi cú b t ng iu chnh tc (iu tc) CC TH G D Đo I1 Đo n1 Đo U1 n Khuyếch đại n P2 tính công suất nđặ t cấu đặt tốc độ Khuyếch Khuyếch đại đại Hỡnh 3.1: S chc nng 47 3.2 THIT K PHN CNG S4 S3 S1 S2 S nguyờn lý h thng hỡnh S01 VCC R01 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 J6 5 10 J1 CON5 CON5 11 VCC 12 13 Y1 14 C04 15 16 17 18 X1 N1 X2 N2 19 20 RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3 RA4/TOCKI RA5/AN4 RE0/AN5 RE1/AN6 RE2/AN7 U02 VDD VDD VSS R12 40 39 38 37 36 35 34 33 VSS RD7 RD6 RD5 RD4 OSC1/CLKIN1 OSC2/CLKOUT RC7/RXD RC6/TXD RC0/T1CKI RC1/CPP2 RC2/CPP1 RC3 RC5 RC4 RD3 RD2 RD0 RD1 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB[0 7] 32 VCC 31 R15 R16 R17 R18 PIC16887 R11 I5 I6 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0/INT 30 29 28 27 VCC l6 l5 l4 l3 R6 26 25 R5 R19 R20 J7 24 R2 23 R3 22 21 R14 C03 MCLR l2 l1 I7 I8 R13 VCC VCC Hỡnh 3.2: Khi iu khin trung tõm ANOT2 a b c d e f g p ANOT1 U17 10 ANOT2 ANOT1 l6 U16 VCC a b c d e f g p 10 a b c d e f g p ANOT2 Q8 l5 ANOT1 ANOT2 ANOT1 U15 VCC a b c d e f g p Q7 l4 U14 VCC 1 2 10 ANOT1 10 a b c d e f g p ANOT2 a b c d e f g p 10 Q6 10 VCC l3 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB[0 7] U13 ANOT2 3 l2 ANOT1 U12 Q5 l1 VCC Q4 VCC Q3 Hình 3.3: H thng led hin th cỏc thụng s b iu khin 48 Q8 ANOT2 3 ANOT1 a b c d e f g p 10 ANOT2 ANOT1 a b c d e f g p U17 S4 S1 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 VCC 11 12 13 Y1 14 C04 15 16 17 18 X1 N1 X2 N2 19 20 I5 I6 X1 R12 VCC VSS RD7 RD6 RD5 RD4 OSC1/CLKIN1 OSC2/CLKOUT RC7/RXD RC6/TXD RC0/T1CKI RC1/CPP2 RC2/CPP1 RC3 RC5 RC4 RD3 RD2 RD0 RD1 I5 I6 I7 I8 S4 S3 S1 S2 31 R15 R16 R17 R18 PIC16887 VSS S1 32 VCC 30 29 28 27 VCC R6 R5 R19 R20 S4 S3 S1 S2 J7 S3 24 R2 23 R3 22 21 ISO20 S2 l6 l5 l4 l3 26 25 R11 C03 VDD RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 S4 S3 S1 S2 l2 l1 I7 I8 S4 R13 CON5 VDD 40 39 38 37 36 35 34 33 R14 RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3 RA4/TOCKI RA5/AN4 RE0/AN5 RE1/AN6 RE2/AN7 U02 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0/INT S4 S3 S1 S2 VCC VCC R90 D40 R80 VCC N1 ISO10 LS6 LS5 R100 VCC_WAVE R70 6 VCC X2 ISO2 R9 D4 R8 VCC N2 16 15 14 13 12 11 10 VCC_WAVE LS3 VCC_WAVE D6 VCC_WAVE 6 7 J30 C30 3 VCC_WAVE CON2 D5 J31 C31 LS4 VCC_WAVE IC2003 7 ISO1 R10 D3 16 15 14 13 12 11 10 GNDVCC VCC_WAVE 5 U39 D8 D9 D30 CON2 R7 Hỡnh 3.4 : H thng hin th, nỳt n giao tip v iu khin ng c tay ga 49 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 J1 CON5 MCLR RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 5 10 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 R01 J6 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 S01 VCC RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 S3 S2 2 10 3 l6 U16 VCC 2 10 a b c d e f g p ANOT2 ANOT1 VCC 1 3 ANOT2 ANOT1 U15 a b c d e f g p 10 10 D02 3 a b c d e f g p C02 l5 10 U14 Q7 l4 a b c d e f g p B01 B G ANOT2 D04 U13 ANOT1 R02 l3 3 U12 VCC C01 VCC Q6 l2 ANOT1 VCC_WAVED01 J01 l1 LM2576T VCC Q5 2 B B U03 VCC Q4 Vin Ref GND Vout GND C3 A A C2 VCC Q3 U01 ANOT2 VCC VCC X1 ISO20 R90 D40 R80 VCC N1 ISO10 LS6 LS5 R100 D8 D9 D30 VCC_WAVE R70 6 VCC X2 ISO2 R9 D4 R8 16 15 14 13 12 11 10 LS3 CON2 D6 VCC_WAVE VCC_WAVE 5 6 J30 7 C30 3 VCC_WAVE D3 2 D5 ISO1 R10 VCC_WAVE LS4 VCC_WAVE J31 C31 N2 16 15 14 13 12 11 10 GNDVCC IC2003 VCC 7 U39 VCC_WAVE 2 CON2 VCC R7 C3 U03 LM2576T VCC_WAVED01 J01 3 B B C2 A A Vin Ref GND Vout GND U01 VCC C01 R02 D04 S4 S3 S1 S2 C02 S1 B01 B G D02 I5 S2 S4 S3 S1 S2 I6 I7 S3 S4 S3 S1 S2 S4 Hỡnh 3.5: Ngun 2xung 5I8V cung cp cho b iu khin S4 S3 S1 S2 3.2.1 Trung tõm x lý tớn hiu c xõy dng trờn nn vi iu khin h PIC 16F877A, cú nhim v iu khin ton b hot ng ca h thng gm cỏc chc nng: truyn thụng giao tip vi cỏc thit b iu khin khỏc, iu chnh tng gim tay ga, giao 50 tip vi ngi s dng thụng qua h thng hin th led v nỳt phớm n 3.2.2 Input/ output Cỏc tớn hiu vo h thng l h thng o dũng in in ỏp, u l tip im rle iu khin ng c tay ga quay thun hay nghch iu chnh mc nhiờn liu phự hp 3.2.3 Hin th v giao tip H thng hin th cỏc thụng s hin ti thụng qua ốn led thanh, cỏc thụng s c hin th bao gm tr s dũng in ca tng mỏy v tr s dũng in tng ca c h thng Ngi s dng cú th t cỏc lnh iu khin, cỏc ch thụng qua phớm n chc nng: chp nhn (OK), thoỏt (cancel), tng (increase), gim (reduce) 3.3 XY DNG THUT TON 3.3.1 Cỏc kớ hiu lu thut toỏn Quỏ trỡnh hot ng iu khin bng tay Quỏ trỡnh iu khin cú iu kin 51 Quỏ trỡnh la chn Khi kt thỳc ng i 52 3.3.2 Lu thut toỏn iu khin L-u đồ thuật toán hàm Bắt đầu Khởi tạo thông số Đọccác cácmodul tham số từ nhớ EPROM Sai Nút Setup Đúng Hàm cài đặt tham số Đo dòng máy phát I1 Truyền thông số I1 Nhận thông số I2 Tính công suất P1 Tính công suất P2 Cập nhật tham số L-u tham số vào EEPROM Hàm điều chỉnh tay ga Sai Yêu cầu dừng Đúng Phát yêu cầu dừng cho điều khiển khác Kt thỳc Hỡnh 3.6: Lu thut toỏn hm chớnh 53 L-u đồ thuật toán hàm điều chỉnh tay ga: hàm điều chỉnh tay ga đ-ợc cập nhật hoạt động liên tục theo chu kỳ, lần đ-ợc gọi thực thuật toán sau: Bt u Cập nhật công suất P1, P2 No P1